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文檔簡介
1、光電式直流電機測速實驗一、實驗目的了解光電耦合器的工作原理及開關特性,掌握光電耦合器在直流電機轉速測量應用、基本方法。二、實驗原理1、光電耦合器器件(詳見光電密碼鎖實驗)。2、光電式直流電機測速實驗原理本實驗主要涉及電機轉速的測量和控制。直流電機的轉速與所提供的電壓有關,電壓與轉速成單調關系。本實驗中電機的控制方法為滑動電阻電源供電,通過利用調節滑動變阻器來改變控制電壓。由于電機的轉動需要一定的功率,所以本試驗中所用到的三極管要用功率管。測速系統的前端由光電耦合器與柵格圓盤組成。當直流電機通過轉動部分帶動柵格圓盤旋轉時,測速光電耦合器獲得一系列脈沖信號。通過示波器可觀察到光耦產生的脈沖,設其頻
2、率為f。根據柵格圓盤上有4個葉片,電機轉一圈有4個脈沖產生,因此可得轉速計算公式為(f/4)*60,即15f RPM(每分鐘轉的圈數)。電機的驅動需要較大的電流,在電路中采用TIP122集成芯片驅動,TIP122是NPN型的功率達林頓晶體管。達林頓電路的原理是將兩個晶體管的集電極相連,再將第一個晶體管的發射極和第二個晶體管的基極相連,這樣就會提高第二個晶體管的輸出電流。如圖1-19所示放大器正常工作時正負兩端虛短,其正端由可調電源提供電壓,間接控制電機的轉速;由于采用了負反饋,此電路具有一定的抗干擾能力當有瞬時的尖峰毛刺影響而引起的電機兩端電壓突然升高或降低時,電路可自動調節消除,防止電機燒毀
3、。檢測電路由光耦和比較器構成。電機旋轉時,葉扇從光耦中間經過,引起光耦的輸出電壓變化,從而引起比較器的輸出電壓發生變化,產生方波,便于測量。實驗原理圖如圖1-19所示。3、測頻原理(詳見光變頻率實驗)4、流程圖(詳見光變頻率實驗)三、實驗儀器1、光電檢測與信息處理實驗臺(一套)2、光電式直流電機測速實驗板3、示波器4、萬用表5、導線若干6、十芯扁平線圖1-19 光電式直流電機測速穩速原理四、實驗內容步驟1、按圖1-20連接實驗線路。 圖1-20光電直流電機實驗硬件連接示意圖(1)將直流電機測速實驗插在光電檢測與信息處理實驗臺總線模塊上的PLUG641、 PLUG642、PLUG643的任意位置
4、,將總線模塊的A+5V、AGND、A+12V、A-12V、分別和電源模塊的+5V、AGND、+12V、-12V相連接,將總線模塊的D+5V、DGND和數字電源的+5V、GND分別連接,GND和AGND相連;(2)總線模塊40端子連接單片機模塊的PB0和PD2,CS、SID、CLK分別和PB4、PB5、PB7相連,用連接導線將總線模塊的38接線端子和電源模塊上的變位器相連,連接JP17和JP9,用另一根導線連接40接線端子并用示波器測量該端子;(3)用萬用表檢查實驗線路保證線路連接準確無誤后進入下一步;2、打開電源,液晶提示按“S3”進入光電式直流電極測速實驗,然后按“S11”進行速度測量。此時液晶顯示測量的結果。(返回鍵為:“S9”)3、此時觀察示波器的波形,并計算電機速度(電機每轉一周產生4個脈沖波形)。4、然后調節滑動變阻器觀察波形的變化。注意:電機轉速不能太快,(電機額定電壓為5V)以免損壞電機。5、將對應電壓值所測得的轉速結果和示波器顯示的頻率值填入表格十。表格十功率電壓數據表格電壓(V) 轉速(rps)/頻率(
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